某生活垃圾焚烧厂渗沥液浓缩液减量化处理设计新思路*

徐丽丽（上海环境卫生工程设计院有限公司，上海　200232）



某生活垃圾焚烧厂渗沥液浓缩液减量化处理设计新思路*

徐丽丽
（上海环境卫生工程设计院有限公司，上海200232）

【摘要】针对南京某生活垃圾焚烧厂渗沥液系统产生的纳滤浓缩液与反渗透浓缩液的水质、水量特点，分别对纳滤浓缩液采用两级物料膜工艺、反渗透浓缩液采用碟管式高压反渗透工艺进行减量处理。减量后浓缩液作为除渣机冷却用水、飞灰稳定化用水或石灰浆制备用水，最终达到焚烧厂渗沥液浓缩液的减量化要求。

【关键词】生活垃圾焚烧厂；纳滤浓缩液；反渗透浓缩液；物料膜系统；碟管式高压反渗透系统

1　工程概况

南京市某生活垃圾焚烧厂处理能力为2 000 t/d，渗沥液设计处理规模为800 m3/d，设计出水水质达到GB/T 19923—2005城市污水再生利用 工业用水水质标准，处理工艺为“调节池+厌氧反应器+ MBR系统（两级A/O+外置式超滤膜）+纳滤系统（NF）+反渗透系统（RO）”，渗沥液处理达标后回用于循环冷却塔补水。原设计纳滤浓缩液（120 m3/d）经混凝沉淀后清液回流至调节池，反渗透浓缩液（136 m3/d）作为焚烧厂除渣机冷却水或石灰浆制备水，多余部分回喷焚烧炉。

在实际运行中发现纳滤浓缩液混凝沉淀后回流至调节池会导致盐分不断在系统内富集，膜清洗及更换频率加快。另一方面，焚烧厂除渣机冷却、飞灰稳定化或石灰浆制备系统仅可消纳约100 m3/d的浓缩液量；而且浓缩液作为冷却水的炉渣质量较差，重金属含量超标，炉渣出路受限制；多余部分浓缩液回喷焚烧炉导致进炉垃圾热值急剧下降，需喷油进行辅助燃烧，进而造成运行成本大幅增加。因此，本工程中原设计浓缩液处理方案无法实施，需要对纳滤和反渗透浓缩液进行减量化以满足焚烧厂渗沥液出水稳定达标要求。

2　焚烧厂渗沥液浓缩液水质特点

纳滤系统进水为生化系统的出水，其中主要含有难生化降解的物质——腐殖酸。纳滤膜的主要分离性能是对大分子有机物及高价态离子具有很高的截留率，故纳滤浓缩液中主要含有大分子腐殖酸和二价盐。

纳滤单元拦截了废水中的大分子有机物及二价盐后，反渗透单元主要拦截一价盐及小分子有机物，因此，反渗透浓缩液具有如下特点。①盐分高：含盐量达35～40 g/L，电导率达4～5 S/m；②少量有机物：前端工艺已经拦截了大部分有机物，反渗透浓缩液中的有机物含量不高；③结垢成分：浓水中的硅含量较高，必须进行去除才能进一步浓缩。

3　浓缩液减量化方案论证

3.1纳滤浓缩液减量化论证

经过纳滤膜浓缩分离后，浓水中主要含有大分子腐殖酸和二价盐。如能利用物料膜系统将浓水中的腐殖酸和二价盐分离出来，再回到生化系统，则腐殖酸的累积问题将得以解决。

为了对减量化方案进行数据支撑，对纳滤浓缩液进行了中试试验。图1为中试试验工艺流程，图2为中试装置，通过1个月时间数据监测，试验结果见表1。

图1　中试实验工艺流程

图2　中试实验设备

表1　中试实验数据

从表1可以看出利用物料膜分离系统，不仅将浓缩液中的腐殖酸成功提取出来，而且大大减少了浓缩液的量。该工艺的优势在于解决了浓缩液无出路的现状，系统总体水回收率可提高至近95%。

3.2反渗透浓缩液减量化论证

高压反渗透膜系统的作用为对经过预处理的废水进行分离处理，将水中的盐分及有机污染物进行有效的分离，从而达到产水回用的目的。

为了对减量化方案进行数据支撑，对反渗透浓缩液进行了小试试验。图3为小试试验装置，试验数据详见表2。

图3 小试实验装置

表2 小试实验数据

从表2可以看出，采用高压反渗透膜系统对反渗透浓缩液的处理效果可以满足工程运用的需要，当RO系统回收率在80%左右时，利用反渗透高压膜可实现反渗透浓缩液减量至10%的需求。

4　浓缩液减量化工程设计

本次浓缩液处理工程的主要目的是在合理投资的范围内对浓缩液进行减量处理，保证渗沥液处理系统清液满足回用水标准要求，浓缩液减量至焚烧厂可消纳范围内。结合国内浓缩液处理工艺，根据中试试验结论，本工程考虑针对纳滤浓缩液与反渗透浓缩液分别进行减量化工程设计。

4.1纳滤浓缩液处理

采用两级物料膜系统对浓缩液进行处理，根据水量平衡计算，物料膜系统设计处理能力为180m3/d。

1） 纳滤膜的浓缩液首先进入一级物料膜系统，一级物料膜产水率为97.5%，约5 m3/d，主要为腐殖酸，进入飞灰处理系统。

2） 一级物料膜透过液进入物料二级膜系统。透过液中的有机物浓度已经大幅度降低，二级物料膜产水率为75%，二级物料膜清液132 m3/d与纳滤清液混合后进入反渗透系统。

3） 二级物料膜系统产生的浓缩液43 m3/d经预处理后回流至生化系统。

4.2反渗透浓缩液处理

反渗透浓缩液产生量为200 m3/d，本工程采用碟管式反渗透系统（DTRO）对卷式反渗透浓缩液进行再次浓缩。

由于反渗透浓缩液的水质特点，高压膜系统主要存在含盐量高和结垢2个难点，因此，必须对反渗透浓缩液进行混凝沉淀预处理以去除浓缩液中的总硬度、硅硬度。预处理后约190 m3/d浓缩液进入高压膜处理系统。高压反渗透系统产水率50%，浓液产生量降至95 m3/d，输送至焚烧厂作为除渣机冷却用水、飞灰稳定化用水或石灰浆制备用水。高压反渗透清液与反渗透清液混合后达到回用水标准。

5　结论与建议

1） 对纳滤浓缩液与反渗透浓缩液分别采用两级物料膜、碟管式高压反渗透膜进行减量化处理，结合焚烧厂除渣机冷却用水、飞灰稳定化用水或石灰浆制备用水，可以保证整个渗沥液处理系统出水水质达到回用水水质标准，同时实现焚烧厂渗沥液“零排放”的要求。

2） 该项目的成功运行，为生活垃圾焚烧发电厂渗沥液系统的浓缩液减量化应用提供了参考。

中图分类号：X703

文献标识码：B

文章编号：1005-8206（2016）02-0012-03

作者简介：徐丽丽（1985－），工程师，主要从事垃圾及渗沥液处理设计工作。

*基金项目：上海市国资委能级提升项目（2013019）

收稿日期：2015-11-25

A New Design Idea for Reduction Treatment of the Concentrate Generated by Leachate Treatment System in a Municipal Solid Waste Incineration Plant

Xu Lili
（Shanghai Environmental Sanitation Engineering Design Institute Co.Ltd.，Shanghai200232）

【Abstract】According to the quality and quantity characteristicsofNF and RO concentrateswhich were generated by the leachate treatment system in a MSW incineration plant in Nanjing，the quantity of NF and RO concentrate wasreduced by two stage material film and DTRO separately.The NF and RO concentrateswhich have been reduced could be used ascooling water for slagging machine，water for fly ash stabilization or lime slurry preparation.Finally，the requirements of leachate concentrate reduction in incineration plant were achieved.

【Key words】municipal solid waste incineration plant；NF concentrate；RO concentrate；material film process；DTRO system